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硼碳氮薄膜的制备与表征

刘振良 , 廖志君 , 范强 , 杨水长 , 伍登学 , 卢铁城

稀有金属材料与工程

用电子束蒸发的方法在单晶硅(100)基片上制备了硼碳氮薄膜,通过椭圆偏振仪、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR),测试分析了薄膜厚度均匀性、成分与结构.结果表明,薄膜均匀性较好,薄膜的沉积速率非常慢;薄膜在衬底温度为常温下沉积已是晶态的,随着衬底温度升高到450 ℃,其结晶性逐渐增强;薄膜不是石墨与BN的混和膜而是C、B、N相互结合成键.

关键词: 硼碳氮薄膜 , XPS , XRD , FTIR

离子束辅助脉冲激光沉积硼碳氮薄膜

俞丹 , 卢意飞 , 戴祝萍 , 孙剑 , 吴嘉达

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2007.02.001

以烧结B4C为靶材料、在氮离子束辅助下用脉冲激光沉积方法制备了三元化合物硼碳氮(BCN)薄膜.用X光电子谱和傅立叶变换红外谱方法表征了制备的薄膜.结果表明,膜层中包含B-C、N-C、B-N键等复合结构,以B-C-N原子杂化的形式结合成键,而并非各种成分的简单混合.还探讨了成膜过程和相关机理,离子束中的活性氮有效地和脉冲激光对B4C靶烧蚀产生的硼和碳结合成键,氮离子束的辅助还能在一定程度上抑制氧杂质进入膜层,给衬底适当加温有利于提高氮的含量并影响薄膜的化学结构.

关键词: 硼碳氮薄膜 , 脉冲激光沉积 , 离子束辅助沉积 , Kauffman离子源

硼碳氮薄膜的脉冲激光沉积及其光学性能

杨琼 , 王传彬 , 章嵩 , 张东明 , 沈强 , 张联盟

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2010.04.011

采用脉冲激光沉积技术,在Si(100)和石英基片上制备了硼碳氮薄膜(BCN).利用X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见分光光度计对BCN薄膜进行了表征,研究了激光能量密度对BCN薄膜沉积速率、组分、结构和光学性能的影响.FTIR和XPS分析结果表明BCN薄膜中包含B-C,C-N和N-B化学键,说明实现了B、C和N的原子级化合.当激光能量密度从1 J/cm2增加到6 J/cm2时,BCN薄膜的沉积速率加快,N含量由7.2%增加到15%,光学禁带宽度(Eg)从4.02 eV降低到3.82 eV,Eg的降低主要与BCN薄膜中碳含量的增加有关.

关键词: 硼碳氮薄膜 , 脉冲激光沉积 , 成分 , 光学性能

沉积参量对硼碳氮薄膜光透过性质的影响

王玉新 , 郑亚茹 , 宋哲 , 冯克成

功能材料

采用射频磁控溅射技术,用六角氮化硼和石墨为溅射靶,以氩气(Ar)和氮气(N2)为工作气体,在玻璃衬底上制备出硼碳氮(BCN)薄膜.通过改变氮气分压比、衬底温度及沉积时间,研究了沉积参量对薄膜光透过性质的影响.利用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)及可见-近红外透过光谱对薄膜进行了表征.实验结果表明,所制备薄膜在400~1000nm波段具有较高透过率.并且沉积参量对BCN薄膜的透过性能有很大影响,适当改变沉积参量能获得透过率高于90%的BCN薄膜.在固定其它条件只改变一个沉积参量的情况下,得到制备具有较高透过率的BCN薄膜的最佳沉积条件:氮气分压比为1/3、沉积温度为300℃、沉积时间为1h.

关键词: 硼碳氮薄膜 , 射频磁控溅射 , 沉积参量 , 透过性质

等离子体源离子渗氮合成硼碳氮薄膜的研究

雷明凯 , 袁力江 , 张仲麟 , 马腾才

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.1999.01.033

采用等离子体源离子渗氮,即低能(1~3 keV)、超大剂量(1019~1020ions.cm-2)氮离子注入--同步热扩散技术,在300~500℃处理碳化硼薄膜,合成了硼碳氮三元薄膜. 俄歇电子能谱和漫反射富氏变换红外光谱分析表明,合成的硼碳氮薄膜是碳硼比固定,氮含量可控的非晶态薄膜. 300℃渗氮的薄膜由sp2型的硼、碳、氮微区构成,而500℃渗氮的薄膜则由sp3和sp2型复合的微区组成. 较高的渗氮工艺温度促进sp3型结构的形成,渗氮工艺时间对薄膜结构的影响不显著.

关键词: 等离子体源离子渗氮 , 硼碳氮薄膜

合成硼碳氮体系薄膜的XPS研究

雷明凯 , 袁力江 , 张仲麟 , 马腾才

无机材料学报

采用 X 射线光电子谱( X P S) 分析300 ~500℃ 等离子体源离子渗氮硼和碳化硼薄膜合成的氮化硼和硼碳氮薄膜利用合成薄膜成分可控的特点, 研究 B、 C、 N 对薄膜的 X P S影响结果表明, X P S分析合成氮化硼薄膜能够确定其化学组成, 但不能确定spsp 型键合结构特性; X P S 分析硼碳氮薄膜能够确定其成分和结构特性在较高的工艺温度下, 等离子体源离子渗氮合成的硼碳氮薄膜具有spsp 型复合的键合结构

关键词: 硼碳氮薄膜 , null , null

射频磁控溅射制备硼碳氮薄膜

王玉新 , 冯克成 , 张先徽 , 王兴权 , 赵永年

功能材料

采用射频磁控溅射技术,用六角氮化硼和石墨为溅射靶,以氩气(Ar)和氮气(N2)为工作气体,在Si (100)衬底上制备出硼碳氮薄膜.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对样品结构、组分进行了分析.结果表明,样品的组成原子之间实现了原子级化合,且薄膜为乱层石墨结构.样品中B、C、N的原子比近似为1:1:1.

关键词: 射频磁控溅射 , 硼碳氮薄膜 , 红外吸收光谱

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